基于ESP32的網(wǎng)絡控制物聯(lián)網(wǎng)機械臂

大家好，在這個項目中，我們將學習如何通過使用微控制器ESP32無線控制機器人手臂，該微控制器具有與WiFi網(wǎng)絡連接的內(nèi)置功能。我們將使用一個不需要任何互聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)頁來控制我們的機器人手臂運動。

我們將看到如何設計網(wǎng)頁，并深入了解手臂的連接和工作。

對于業(yè)余愛好者，研究人員或行業(yè)專業(yè)人士來說，這是一個革命性和有趣的項目，該項目為機器人手臂的遠程和自動控制提供了創(chuàng)新的解決方案，為各種應用開辟了新的可能性。

我們之前已經(jīng)使用NodeMCU構建了許多機器人項目，包括基于物聯(lián)網(wǎng)的機械臂。

組件的要求

?Esp32模塊

?零PCB

?母針和公針

?跳線

?Micro-USB母插孔

獲得3D打印機器人手臂和組裝

組裝機械臂是一個簡單的過程，因為它完全是3D打印的小部件。只需要幾個部件和簡單的說明，整個手臂就可以很容易地組裝起來。所需組件有：

3* MG995伺服(180度旋轉)

不同尺寸的螺母和螺栓很少。

用于安裝伺服器的螺絲和喇叭可以在伺服器套件中獲得，其余部分可以通過螺母和螺栓輕松組裝，您可以從供應商那里輕松獲得整個機械臂套件。

裝配過程需要稍微多一點的注意，以完美配合伺服的手臂與他們的正確旋轉角度為180度。你可以參考博客和YouTube視頻如何機電一體化使用鏈接。

在那里你會找到組裝整只手臂的最簡單的方法。此外，如果您希望從頭開始設計，您將獲得3d設計模型的STL文件的鏈接。

下面的圖片給出了一個關于最終組裝產(chǎn)品外觀的想法。

基于ESP32的機械臂電路圖

電路連接非常簡單，只需將每個伺服+ve和-ve端子連接到電源。為了給我們的伺服器供電，我使用的是一個Micro-USB母連接器，它可以在5伏的電壓下工作，并且能夠為伺服器提供足夠的電流。Micro-Usb插孔可以連接到任何USB通用適配器。

我們使用相同的外部電源為ESP32供電，其中+ve端接Vin， -ve端接ESP32的GND。

伺服的每個控制信號引腳連接到ESP32的數(shù)字PWM引腳。我們使用6臺伺服，其中3臺是MG995高扭矩伺服，其余3臺是SG90伺服。我已經(jīng)將信號引腳連接到電路板的14,27,26,25,33,32個數(shù)字引腳。您也可以使用其他引腳，但要確保它支持PWM(脈沖寬度調(diào)制)，并在代碼中正確分配。

注意：不要直接從ESP32供電，這樣做會導致?lián)p壞板。

通過使用公/母頭分別連接微控制器板和跳線，而無需直接焊接，從而連接到穿孔板。此外，焊接時要小心短路。

在所有伺服器的設置和連接到控制器板之后，最終的RoboArm準備進行編程部分。

機械臂ESP32的編程

該程序使用Esp的WiFi功能與WiFi連接，通過WiFi連接，我們可以進一步使用我們的網(wǎng)頁控制RoboArm。我們還將學習如何創(chuàng)建網(wǎng)頁和控制手臂的所有運動。

為了確保程序的成功執(zhí)行，我們首先包含必要的庫：Servo.h和WiFi.h。servo .h庫通過提供基于所需角度的適當PWM信號來控制伺服電機。

我們創(chuàng)建了Servo類的六個不同對象，每個對象都有一個唯一的名稱，因為我們使用了六個不同的伺服器。

此外，我們定義了六個額外的變量來分配微控制器的控制引腳。在分配pin之前必須驗證硬件連接，以避免不正確的伺服功能。

Wi-Fi證書是使用名為“ssid”和“password”的指針變量定義的。這些憑證對于建立與無線網(wǎng)絡的成功連接是必要的。

接下來，將創(chuàng)建一個名為“server”的WiFiServer對象實例，并將HTTP端口號80作為參數(shù)傳遞。

此外，代碼聲明變量來存儲滑塊的位置，這將用于控制伺服電機。

在Setup()函數(shù)中，我們初始化波特率為115200的串行通信。然后，我們將每個伺服電機分別與Esp32板的數(shù)字PWM引腳相連。這設置了伺服電機和微控制器之間的通信，允許您控制伺服電機的位置。

我們通過提供SSID和Password作為參數(shù)，使用WiFi.begin()函數(shù)啟動WiFi連接。連接成功后，它將在串行監(jiān)視器上打印IP地址。因此，WiFi服務器開始使用server.begin()命令。

在Loop()函數(shù)內(nèi)部，代碼通過調(diào)用server.available()來監(jiān)聽傳入的客戶端連接。如果客戶端連接，則創(chuàng)建一個名為“client”的WiFiClient對象來處理與該客戶端的通信。

在if(客戶端)塊中，代碼設置HTTP響應頭并開始構造要發(fā)送給客戶端的HTML網(wǎng)頁。

HTML網(wǎng)頁包括六組元素：標題(‘ h1 ‘)，位置顯示(’ span ’)，范圍輸入(‘ input ‘)和兩個按鈕(’ button ’)。每臺對應一臺伺服電機。位置顯示器顯示伺服電機的當前位置，范圍輸入允許用戶調(diào)整位置。按鈕允許用戶增加或減少5個單位的位置。

處理完客戶機請求后，代碼使用client.stop()斷開客戶機的連接，并在串行監(jiān)視器上打印一條消息，表明客戶機已斷開連接。

基于網(wǎng)絡控制的機械臂工作原理

承受兩種類型伺服(MG995和SG90)的最大電壓約為7.2伏。通過使用Micro-USB，您可以使用任何通用的5伏適配器，最小輸出電流為2安培，足以為所有伺服器提供足夠的功率。

1 .單板上電前檢查外部+ve和-ve電源端子的排序。

此外，檢查WiFi憑據(jù)SSID和密碼，以建立與網(wǎng)絡的成功連接。

通過選擇正確的板和COM端口上傳代碼。在Arduino IDE中打開串口監(jiān)視器，設置波特率為115200。如果成功地連接到網(wǎng)絡，將打印IP地址。

通過在搜索欄中搜索IP地址，在Windows或Android的任何瀏覽器中都可以訪問該IP地址。你會看到一個很吸引人的網(wǎng)頁界面，上面有控制Arm的滑塊和按鈕。

注意：請確保瀏覽器設備也連接到相同的WiFi網(wǎng)絡，否則不會打開任何頁面。

現(xiàn)在，用戶可以使用網(wǎng)頁上的滑塊和按鈕來調(diào)整伺服位置，并且這些變化會反映在物理伺服電機上。

本文編譯自iotdesignpro